面向脑部应用的人体尺寸三维实时磁粒子成像扫描仪的系统表征

自2001年初始专利以来，磁粒子成像（MPI）界一直致力于开发适用于人体应用的MPI扫描仪。来自不同研究领域的众多贡献——涉及示踪剂开发、重建方法、硬件工程与序列设计——已被用于追求该目标。本工作中，我们介绍并透彻表征一台改进的头尺寸MPI扫描仪，重点在于人体安全性。该扫描仪由开源软件操控，可实现扫描、监测、分析与重建，并设计为供终端用户使用。我们的首要重点是呈现扫描仪的所有技术组件，最终目标是在体模实验中研究脑灌注成像。我们已成功实现全3D单对比与多对比成像能力，帧率达4 Hz，且具备脑部应用所需的足够灵敏度与分辨率。为评估系统表征，我们设计了灵敏度、分辨率、灌注与多对比实验，以及场测量与序列分析。所获取图像使用临床获批示踪剂与合适磁场强度采集，同时遵守既定的人体外周神经刺激阈值。该先进扫描仪有潜力作为断层成像仪，用于在无电磁屏蔽环境中诊断缺血性卒中或颅内出血等病症。此外，因其低功耗，可能有潜力在重症监护单元中促进多种应用的长期监测。